導讀:本文摘自獨立學者物理宇宙科普書籍《變化》第一章節(jié)選內(nèi)容。
所有的東西都是由物質(zhì)構成的。那么物質(zhì)的最小單位是什么?組合結構又是咋樣的?這樣的組合結構能有什么作用?就是我們要了解和探究的。
我們現(xiàn)在都知道了構成物質(zhì)的是分子。關于分子很重要的一點是分子是是保持物質(zhì)化學性質(zhì)的最小粒子,是能夠獨立存在的。
分子是由原子構成的,單質(zhì)分子由相同元素的原子構成,化合物分子由不同元素的原子構成。化學變化的實質(zhì)就是不同物質(zhì)的分子中各種原子進行重新結合。
所以由上面的話,大家可以出原子是化學變化中最小的微?!緩幕瘜W角度去看】。但是原子并不是構成物質(zhì)的最小粒子【從物理角度去看】。原子是由什么構成的呢?
初中我們學過:原子是由原子核和核外電子構成的。而原子核又是中子和質(zhì)子構成的。
那么中子和質(zhì)子是最小粒子嗎?顯然不是。因為中子是由兩個下夸克和一個上夸克構成的;質(zhì)子則是由兩個上夸克和一個下夸克構成的。
上面所述的內(nèi)容是當今物理界最新的研究。所以來排列這些構成物質(zhì)的例。從大到小是這樣的:分子,原子,質(zhì)子,中子,電子,光子,膠子,夸克。
我想你此刻腦中會問自己:“夸克或者光子是最小的物質(zhì)單位嗎?是最基本粒子嗎?”
各位,如果你是一個敏感的人的話。在提出這個問題的時候,你應該首先會反問我:“你的排列是根據(jù)什么排列的??”
我很高興的告訴你:“你把我問住了?。 ?單單是這樣的一個提問,便會牽涉出整個物理學,整個數(shù)學學,哲理學,宇宙學等等。可以讓任何一個科學家最終啞口無言。
這絕對不是我危言聳聽,我們試著看看。假如是以質(zhì)量大小排列的對嗎?
我們看看我找到的數(shù)據(jù):
中子的質(zhì)量: 1.674928684 ×10^-27kg
質(zhì)子的質(zhì)量:1.672623183 × 10-27 kg
電子的質(zhì)量:9.1093821545×10^-31kg
光子的質(zhì)量:9.3454338×10^-36kg
夸克的質(zhì)量:172,000±900 ±1,300(MeV/c)
我們知道分子是由原子構成的,所以一般情況下一個分子的質(zhì)量大于一個原子的質(zhì)量。但是我們也知道有一種分子叫單原子分子。比如說稀有氣體氦(He)、氖(Ne)、氬(Ar)、氪(Kr)、氙(Xe)
他們是單原子分子,就是直接由一個原子構成的分子。所以在這樣的情況下,分子質(zhì)量=原子質(zhì)量。 所以分子質(zhì)量>原子質(zhì)量的排列是錯誤的。
這還不是不能根據(jù)質(zhì)量進行的排列的主要原因。更主要的原因是有些粒子有靜止質(zhì)量和運動質(zhì)量之分。比如光子,愛因斯坦認為它沒有靜止質(zhì)量。
顯然這時候需要討論運動與靜止,相對運動與相對靜止,運動速度等等問題。就不是一句兩句話可以說的明白的。
而且我們也從來沒有在教科書上發(fā)現(xiàn)這樣的根據(jù)質(zhì)量大小的排列。所以說我的大小排列是“隨機”的。
同樣,按尺寸,按運動方式,按能量去排列,依然會有問題,很復雜。
可是我為什么這樣的去排列呢。原因很簡單。是根據(jù)我們?nèi)祟惔笾掳l(fā)現(xiàn)認識“粒子”的先后順序走的。
后來隨著量子力學的發(fā)展,科學家根據(jù)粒子的自旋,將粒子分為費米子和玻色子兩種。這是分類,不是排列。這個我會在我的量子力學科普書籍《見微知著》會詳細介紹說明。
我相信很多人和我一樣,都在問一個問題:“夸克是最小的粒子嗎?”“電子是最小的粒子嗎?”“夸克,光子,電子這些我們現(xiàn)在認為是基本粒子的粒子,還可以再被分開嗎?”
我們中國有句話叫其“其大無外,其小無內(nèi)?!?/span>還有一句話叫:“萬變不離其宗。”到底我們該聽哪句話?
雖然我們現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)了光子,夸克,電子等等基本粒子,仿佛再要細分這些基本粒子,看起來有點遙不可及。但是我深信對于電子,光子,夸克這樣的粒子的認識,我們才剛剛開始。僅僅是打開了門。 我們的設備,我們的知識積累遠遠不能征服這些。
舉一個例子說明,我們現(xiàn)在知道了,夸克有六種。分別是:它們是上、下、粲、奇、底及頂。而且我們對于夸克的了解,是通過觀測強子得來的,不是直接觀測。
對于現(xiàn)在的探測設備,探測技術,我上面已經(jīng)說了,對于夸克這樣的強子,夸克等這樣的尺寸,遠遠不夠。所以要想知道夸克能否再分,自然就是紙上談兵,不可把握的事情了。我相信任何一個科學家都不敢斷言的。
但是現(xiàn)在觀測和理論顯示6種夸克的質(zhì)量是不同的。 這意味著什么呢?? 意味著某種不同和內(nèi)在差異。
隨著深入的研究,我認為夸克可以被再次分解和解刨,發(fā)現(xiàn)新的東西。同樣光子,電子這樣的基本粒子,也會被深入分析,發(fā)現(xiàn)新的東西。
摘自獨立學者,詩人,作家,國學起名師靈遁者物理宇宙科普書籍《變化》